特許 7012510 光学部材および発光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-20

(45)【発行日】2022-02-14

(54)【発明の名称】光学部材および発光装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/58 20100101AFI20220204BHJP

   G02B 5/08 20060101ALI20220204BHJP

   G02B 5/04 20060101ALI20220204BHJP

   G02B 5/09 20060101ALI20220204BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20220204BHJP

   F21V 5/04 20060101ALI20220204BHJP

   F21V 7/06 20060101ALI20220204BHJP

   F21V 23/00 20150101ALI20220204BHJP

   F21V 17/00 20060101ALI20220204BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20220204BHJP

【ＦＩ】

H01L33/58

G02B5/08 A

G02B5/04 A

G02B5/09

F21S2/00 100

F21V5/04 200

F21V7/06

F21V23/00 160

F21V17/00 200

F21Y115:10 300

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2017215848

(22)【出願日】2017-11-08

(65)【公開番号】P2018082170

(43)【公開日】2018-05-24

【審査請求日】2020-08-24

(31)【優先権主張番号】P 2016218106

(32)【優先日】2016-11-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000131430

【氏名又は名称】シチズン電子株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(72)【発明者】

【氏名】三浦 勇一

(72)【発明者】

【氏名】中西 康生

(72)【発明者】

【氏名】太田 良純

(72)【発明者】

【氏名】安原 良

【審査官】小澤 尚由

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０１８８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００２－５２８８６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０６００９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１３５４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５２１２２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０３８８７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ３３／５８

Ｇ０２Ｂ ５／０８

Ｇ０２Ｂ ５／０４

Ｇ０２Ｂ ５／０９

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ ５／０４

Ｆ２１Ｖ ７／０６

Ｆ２１Ｖ ２３／００

Ｆ２１Ｖ １７／００

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中央側から順に、
発光素子から出射した光を集光させるための第１レンズ部と、
前記発光素子から出射した光を内部反射を利用して集光させるためのＴＩＲレンズ部と、
前記発光素子から出射し、且つ、反射部材で反射した光を集光させるための第２レンズ部と、
前記第２レンズ部の外側に、前記発光素子から出射し、且つ、前記反射部材で反射した光を透過させる透過部と、を含む、光学部材を有する発光装置であって、
基板と、
前記基板に実装された前記発光素子と、
前記発光素子の周囲を覆う様に前記基板上に配置された前記反射部材と、を有し、
前記光学部材は、前記発光素子の上方に配置され、
前記光学部材は、前記第１レンズ部、前記ＴＩＲレンズ部、前記第２レンズ部、及び透過部を、前記発光素子と対向する面上に有し、
前記反射部材は、前記発光素子から出射した光を前記第２レンズ部に向けて反射する第１反射面と、前記発光素子から出射した光を前記透過部に向けて鉛直方向に反射する第２反射面とを有する、発光装置。

【請求項2】

前記光学部材は、前記発光素子から光が入射する面の裏面上に、前記第１レンズ部、前記ＴＩＲレンズ部、前記第２レンズ部、及び前記透過部から出射した光を、前記光学部材の鉛直方向に対して所定の方向に屈折させるための溝を有するプリズム部を更に有する、請求項１に記載の発光装置。

【請求項3】

前記光学部材と対向する前記発光素子の表面には、ワイヤと接続するための電極パッド、前記電極パッドと接続された第１の配線電極、及び、前記第１の配線電極より少なくとも部分的に幅広の第２の配線電極が設けられ、
前記第２の配線電極が伸延する方向が、前記プリズム部の溝が伸延する方向と直交する方向と略同じ方向となる様に、前記発光素子に対して前記光学部材が配置されている、請求項２に記載の発光装置。

【請求項4】

前記反射部材は、前記発光素子と前記基板に配置された電極を接続するワイヤを配置するための切り欠け部が設けられた開口部を有する、請求項３に記載の発光装置。

【請求項5】

前記反射部材の上部には、前記光学部材を接着するための接着剤を塗布するための凸部、及び、前記凸部の周囲に配置され且つ前記塗布された接着剤を堰き止めるための枠部材が設けられている、請求項１～４の何れか一項に記載の発光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学部材、および、発光素子を有する発光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＬＥＤ（light-emitting diode）素子等の発光素子を利用した発光装置が、携帯端末等におけるカメラのフラッシュ装置、カラー表示装置のバックライト、照明等に広く利用されている。

【0003】

特に、近年、発光素子の周囲を反射部材で覆い、発光素子の側方への発光を上方に反射させつつ、発光素子の上方をレンズ等の光学部材で覆い、上方向への集光性を高めた発光装置が利用されている。

【0004】

例えば、特許文献１には、基板上に、光半導体素子と、光半導体素子の周りに設けられ、光半導体素子からの光を所定方向に反射させるリフレクターとを有し、リフレクター上にレンズが設けられた半導体発光装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１５－１２９３０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

発光素子から出射された光の集光性を高めるためには、光が出射される領域に合わせてレンズを大きくする必要があり、レンズを大きくしようとすると、レンズが厚くなり、発光装置全体のサイズが大きくなってしまう。しかしながら、発光装置は、携帯端末等にも用いられるため、小型化が求められている。

【0007】

本発明の目的は、反射部材及びレンズを有する発光装置において、発光装置の装置サイズの増大を抑制しつつ、発光素子から出射された光の集光性を高めることを可能とすることである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る第１の光学部材は、中央側から順に、発光素子から出射した光を集光させるための第１レンズ部と、発光素子から出射した光を内部反射を利用して集光させるためのＴＩＲレンズ部と、発光素子から出射し、且つ、反射部材で反射した光を集光させるための第２レンズ部と、を含むことを特徴とする。

【0009】

本発明に係る第２の光学部材では、第２レンズ部の外側に、発光素子から出射し、且つ、反射部材で反射した光をそのまま通過させる透過部をさらに含むことが好ましい。

【0010】

本発明に係る第１の発光装置は、本発明に係る第１の光学部材を有し、基板と、基板に実装された発光素子と、発光素子に周囲を覆う様に基板上に配置された反射部材と、を有し、光学部材は、発光素子の上方に配置され、光学素子は、第１レンズ部、ＴＩＲレンズ部、及び第２レンズ部を、発光素子と対向する面上に有することを特徴とする。

【0011】

本発明に係る第２の発光装置は、本発明に係る第２の光学部材を有し、基板と、基板に実装された発光素子と、発光素子の周囲を覆う様に基板上に配置された反射部材と、を有し、光学部材は、発光素子の上方に配置され、光学素子は、第１レンズ部、ＴＩＲレンズ部、及び第２レンズ部を、光学素子と対向する面上に有し、反射部材は、発光素子から入射した光を第２レンズ部に向けて反射する第１反射面と、発光素子から入射した光を透過部に向けて鉛直方向に反射する第２反射面とを有することを特徴とする。

【0012】

本発明に係る発光装置では、光学部材は、発光素子から光が入射する面の裏面上に、第１レンズ部、ＴＩＲレンズ部、及び第２レンズ部から出射した光を、光学部材の鉛直方向に対して所定の方向に屈折させるためのプリズム部を更に有することが好ましい。

【0013】

本発明に係る発光装置では、光学部材と対向する発光素子の表面には、ワイヤと接続するための電極パッド、電極パッドと接続された第１の配線電極、及び、第１の配線電極より少なくとも部分的に幅広の第２の配線電極が設けられ、第２の配線電極が伸延する方向が、所定の方向と略同じ方向となる様に、発光素子に対して光学部材が配置されていることが好ましい。

【0014】

本発明に係る発光装置では、反射部材は、発光素子と基板に配置された電極を接続するワイヤを配置するための切り欠け部が設けられた開口部を有することが好ましい。

【0015】

本発明に係る発光装置では、反射部材の上部には、光学部材を接着するための接着剤を塗布するための凸部、及び、凸部の周囲に配置され且つ塗布された接着剤を堰き止めるための枠部材が設けられていることが好ましい。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、反射部材及びレンズを有する発光装置において、発光装置の装置サイズの増大を抑制しつつ、発光素子から出射された光の集光性を高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】（Ａ）は発光装置１０の斜視図であり、（Ｂ）はそのＡ－Ａ‘断面図であり、（Ｃ）はその平面図である。

【図2】（Ａ）、（Ｂ）は光学部材１４の斜視図であり、（Ｃ）は発光装置１０の断面図である。

【図3】反射部材１３の断面図である。

【図4】（Ａ）、（Ｂ）は反射部材１３の斜視図である。

【図5】（Ａ）は発光素子１２の平面図であり、（Ｂ）はその側面図である。

【図6】（Ａ）は部品集合体１１４の斜視図であり、（Ｂ）はその平面図であり、（Ｃ）はその下面図である。

【図7】（Ａ）は部品集合体１１３の斜視図であり、（Ｂ）はその平面図であり、（Ｃ）はその下面図である。

【図8】（Ａ）は部品集合体１１３の拡大図であり、（Ｂ）は、部品集合体１１３の模式図である。

【図9】部品集合体１１３’の模式図である。

【図10】（Ａ）は部品集合体１１３及び部品集合体１１４の斜視図であり、（Ｂ）はその拡大図である。

【図11】（Ａ）は部品集合体１１３の模式図であり、（Ｂ）は反射部材１３及び光学部材１４の模式図である。

【図12】（Ａ）は部品集合体１１１及び部品集合体１１２の模式図であり、（Ｂ）は発光装置１０の模式図である。

【図13】（Ａ）は発光装置２０の斜視図であり、（Ｂ）はその断面図であり、（Ｃ）はその平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、添付図面を参照して、本発明に係る発光装置について詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

【0019】

図１（Ａ）は、発光装置１０の模式的な斜視図である。また、図１（Ｂ）は、発光装置１０を斜め横方向から見た図１（Ａ）のＡ－Ａ’線断面図である。また、図１（Ｃ）は、発光装置１０を上方向から見た平面図である。

【0020】

発光装置１０は、基板１１と、発光素子１２と、反射部材１３と、光学部材１４とを有する。

【0021】

基板１１は、発光素子１２が表面上に実装される、例えばガラスエポキシ基板や、ＢＴレジン基板、セラミックス基板、メタルコア基板などの絶縁性基板である。基板１１上には、アノード電極１１Ａ、カソード電極１１Ｂ及び回路パターン等が形成された配線層が形成される。アノード電極１１Ａは、Ａｇペーストなどの導電性接着材料を介して発光素子１２と接続され、カソード電極１１Ｂは、ワイヤボンディングによるワイヤ１１Ｃを介して発光素子１２と接続される。アノード電極１１Ａ及びカソード電極１１Ｂは、外部のＤＣ（Direct Current）電源に接続されるように、基板１１を介して基板１１の下面（配線層が形成される面と反対側の面）側まで延伸している。

【0022】

発光素子１２は、青色系の半導体発光素子（青色ＬＥＤ素子）であり、基板１１上に実装される。発光素子１２には、例えば発光波長域が４４０～４５５ｎｍのＩｎＧａＮ系化合物半導体などが用いられる。発光素子１２は、矩形状に形成されている。ＬＥＤ素子１２の発光面上には、蛍光体層１２Ａが載置され、透明接着剤を用いた接着等により固着されている。

【0023】

蛍光体層１２Ａは、エポキシ樹脂またはシリコン樹脂などの無色で透明な樹脂を含み、発光素子１２の上面を被覆する。蛍光体層１２Ａには、発光素子１２から放射された青色光を吸収して黄色光に波長変換する粒子状の蛍光体材料が分散混入されている。蛍光体層１２Ａに分散混入される蛍光体材料により波長変換された光のピーク波長の範囲は５３５～５７０ｎｍである。この蛍光体材料には、例えばセリウムで付活されたＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体などが用いられる。蛍光体層１２Ａは、上側から見た場合に、発光素子１２と同様の形状に形成されており、発光素子１２と同様に矩形状に形成されている。

【0024】

反射部材１３は、成形樹脂で構成される反射枠であり、発光素子１２の周囲を覆う様に基板１１上に配置される。反射部材１３は、すり鉢状の第１開口部１３Ａを有する略矩形の枠体である。反射部材１３は樹脂製の基台により形成され、その基台の上にメッキにより形成された反射膜を有する。反射部材１３の内側（開口部１３Ａ側）の側面には傾斜が形成され、その側面は、発光素子１２の蛍光体層１２Ａから側方に出射された光を、発光装置１０の上方（発光素子１２から見て蛍光体層１２Ａ側）に向けて反射させる。なお、メッキとは、電気メッキ、化学メッキなどの湿式メッキでもよいし、あるいは、真空蒸着、化学蒸着（ＣＶＤ）、スパッタリングなどの乾式メッキでもよく、特に限定されない。

【0025】

光学部材１４は、アクリル樹脂等の光透過性材料で一体形成されたレンズである。光学部材１４は、発光素子１２の上方に、反射部材１３の第１開口部１３Ａを塞ぐ様に配置される。光学部材１４は、発光素子１２の蛍光体層１２Ａから上方に出射された光と、発光素子１２の蛍光体層１２Ａから側方に出射されて反射部材１３の側面で上方に反射された光とを集光する。光学部材１４、反射部材１３、発光素子１２及び基板１１で囲まれる領域には、空間（空隙）１６が形成され、発光素子１２から出射した光は、空間１６を通って光学部材１４に到達する。

【0026】

光学部材１４は、中央部にプリズム部１４Ｃを有する。プリズム部１４Ｃは、光学部材１４の発光素子１２と対向する面の裏面上に、円形状に形成され、発光素子１２から出射した光を、光学部材１４の鉛直方向に対して所定の方向に屈折させる。発光装置１０は、携帯電話等の携帯端末の撮像装置のためのフラッシュ装置として使用される場合がある。その場合、一般に、発光装置１０は、携帯端末が有する撮像装置と並べて配置される。例えば、携帯端末の撮像装置が虹彩認証等に用いられる場合、ユーザは撮像装置に自分の目を撮像させるために、自分の目が撮像装置の正面に位置するように携帯端末を配置する。そのため、発光素子１２から出射した光が撮像装置側に屈折するように発光装置１０を配置しておくことにより、発光装置１０はユーザの目を適切に照射することが可能となる。

【0027】

図２（Ａ）は、反射部材１３から外した状態の光学部材１４を斜め上方向から見た斜視図であり、図２（Ｂ）は、反射部材１３から外した状態の光学部材１４を斜め下方向から見た斜視図である。図２（Ｃ）は、反射部材１３及び光学部材１４を横方向から見た図１（Ａ）のＡ－Ａ’線断面図である。なお、図２（Ａ）～（Ｃ）では、説明を容易にするために、プリズム部１４Ｃを省略している。

【0028】

図２（Ａ）～（Ｃ）に示すように、光学部材１４は、中心側から順に、第１レンズ部１５Ａ、ＴＩＲ（Total Internal Reflection）レンズ部１５Ｂ、第２レンズ部１５Ｃ及び透過部１５Ｄを含む。

【0029】

第１レンズ部１５Ａは、凸状に形成され、発光素子１２から出射した光を集光する（図２（Ｃ）のＡ１）。第１レンズ部１５Ａにより、発光素子１２から出射した光の内、中心側の光を屈折させ、適切に集光することが可能となる。

【0030】

ＴＩＲレンズ部１５Ｂは、光学部材１４の中心側から順に、第１側面１５Ｂ１、第２側面１５Ｂ２、第３側面１５Ｂ３及び第４側面１５Ｂ４を含む。第１側面１５Ｂ１は、第１レンズ部１５Ａの外周の最上端位置から下側且つ外側に向かって逆すり鉢状に形成される。第２側面１５Ｂ２は、第１側面１５Ｂ１の最下端位置から上側且つ外側に向かってすり鉢状に形成される。第３側面１５Ｂ３は、第２側面１５Ｂ２の最上端位置から下側且つ外側に向かって逆すり鉢状に形成される。第４側面１５Ｂ４は、第３側面１５Ｂ３の最下端位置から上側且つ外側に向かってすり鉢状に形成される。ＴＩＲレンズ部１５Ｂは、発光素子１２から出射した光を、第３側面１５Ｂ３で屈折させ、第４側面１５Ｂ４で上方向に反射させる（図２（Ｃ）のＡ２）。このように、ＴＩＲレンズ部１５Ｂは、発光素子１２から出射した光を、内部反射を利用して集光する。発光素子１２から出射した光をＴＩＲレンズ部１５Ｂで集光することにより、光学部材１４を薄くしつつ、発光素子１２の中心側から外側に向かって出射される光を適切に集光することが可能となる。

【0031】

第２レンズ部１５Ｃは、ＴＩＲレンズ部１５Ｂの第４側面１５Ｂ４の最上端位置から、さらに上側且つ外側に向かってすり鉢状に形成される。第２レンズ部１５Ｃは、発光素子１２から出射し且つ反射部材１３で反射した光を屈折により集光する（図２（Ｃ）のＡ３）。反射部材１３で反射した光を第２レンズ部１５Ｃで集光することにより、反射部材１３で反射した光が散乱してしまうことを抑制することが可能となる。

【0032】

透過部１５Ｄは、第２レンズ部１５Ｃの最上端位置から、さらに外側に向かって略水平に形成される。透過部１５Ｄは、発光素子１２から出射し且つ反射部材１３で反射した光をそのまま通過させる（図２（Ｃ）のＡ４）。透過部１５Ｄにより、反射部材１３で反射した光を上方向に透過させることが可能となり、光学部材１４全体が出力する光の強度をより高めることが可能となる。

【0033】

ここで、図２（Ｃ）を用いて反射部材１３の構成をより詳細に説明する。反射部材１３は、上述のように内側の側面に、ＴＩＲレンズ部１５Ｂの直下から透過部１５Ｄの直下にかけて傾斜が形成された反射面１３Ｇを備える。反射面１３Ｇは、ＴＩＲレンズ部１５Ｂの直下および第２レンズ部１５Ｃの直下をそれぞれ少なくとも一部含むように形成される第１反射面１３Ｇ１と、透過部１５Ｄの直下を少なくとも一部含むように形成される第２反射面１３Ｇ２とに分けられるが、それぞれの詳細は後述する。

【0034】

第１反射面１３Ｇ１と第２レンズ部１５Ｃの作用について、図２（Ｃ）を用いて補足する。発光素子１２から出射した光は、第１反射面１３Ｇ１にて、斜め上方に向けて反射される。これは、第１反射面１３Ｇ１の直上にあるＴＩＲレンズ部１５Ｂに第１反射面１３Ｇ１からの反射光を入射させないようにするためである。そして、第１反射面１３Ｇ１で斜め上方に反射された光は、第２レンズ部１５Ｃにて屈折され集光される（図２（Ｃ）のＡ３）。

【0035】

このように、反射部材１３が第２レンズ部１５Ｃの最下端位置（ＴＩＲレンズ部１５Ｂの第４側面１５Ｂ４の最上端位置）の直下よりも内側に入射する光を斜め上方に反射し、反射部材１３が反射した光を第２レンズ部１５Ｃが集光するので、光学部材１４は、第２レンズ部１５Ｃの最下端位置の直下よりも内側で反射部材１３に入射する光をＴＩＲレンズ部１５Ｂにほとんど当てることなく出力することができるため、発光素子１２から出射された光の集光性を高めることができる。また、反射部材１３を内側まで入り込ませることができるため、基板１１の面積を小さくすることができる。

【0036】

続いて、第２反射面１３Ｇ２と透過部１５Ｄの作用について、図２（Ｃ）を参照して補足する。発光素子１２から出射した光は、第２反射面１３Ｇ２で鉛直方向へ向けて反射される。そして、第２反射面１３Ｇ２で鉛直方向へ反射された反射光は、透過部１５Ｄをそのまま通過する（図２（Ｃ）のＡ４）。透過部１５Ｄにより、光学部材１４は、反射部材１３が反射した光をそのまま出力することができる。

【0037】

透過部１５Ｄを有するように光学部材１４を構成すると、光学部材１４の第２レンズ部１５Ｃの最上端位置と反射部材１３の内側の側面の最上端位置とを一致させる必要がなくなるため、製造に要求される工作精度が緩和される。さらに、第２反射面１３Ｇ２と組み合わせることによって、集光性も維持することができる。しかし、所定の工作精度によって第２レンズ部１５Ｃの最上端位置が反射部材１３の内側の側面の最上端位置と一致するよう構成すれば、光学部材１４は、透過部１５Ｄを設ける必要はなく、第１反射面１３Ｇ１のみで反射された光を集光して出力することができる。

【0038】

次に、図３を用いて反射部材１３をより詳細に説明する。図３は、反射部材１３の断面図である。図３を参照すると、反射面１３Ｇは、上述のとおり第１反射面１３Ｇ１および第２反射面１３Ｇ２を有する。このように２つの反射面を有する反射部材１３は、透過部１５Ｄを有する光学部材１４に対応することができる。

【0039】

第１反射面１３Ｇ１の断面は、発光素子１２の中心を焦点とし、鉛直方向の直線Ｘを外側に向けて角度θ傾けた直線Ｘ′を軸とする放物線Ｂ_ｘ′である。また、第２反射面１３Ｇ２の断面は、発光素子１２の中心を焦点とし、鉛直方向の直線Ｘを軸とする放物線Ｂ_ｘである。

【0040】

発光素子１２から出射された光は、第１反射面１３Ｇ１で反射されると、直線Ｘ′と平行に、すなわち鉛直方向に対して外側に角度θ傾いた方向に進み、光学部材１４の第２レンズ部１５Ｃに入射する。光学部材１４は、第２レンズ部１５Ｃによって入射した光を内側に角度θ傾けて集光することにより、鉛直方向に平行な光を出力することができる。

【0041】

発光素子１２から出射された光は、第２反射面１３Ｇ２で反射されると、直線Ｘと平行に、すなわち鉛直方向に進み、光学部材１４の透過部１５Ｄに入射する。光学部材は、透過部１５Ｄによって入射した光をそのまま透過させることにより、鉛直方向に平行な光を出力することができる。

【0042】

このように、光学部材１４は、発光装置１０の装置サイズの増大を抑制しつつ、発光素子１２から出射された光の集光性を高めることが可能となる。

【0043】

図４（Ａ）は、光学部材１４を外した状態の反射部材１３を斜め上方向から見た斜視図であり、図４（Ｂ）は、光学部材１４を外した状態の反射部材１３を他の方向から見た斜視図である。なお、図４（Ｂ）には、反射部材１３とプリズム部１４Ｃの関係を表すために、プリズム部１４Ｃが示されている。

【0044】

図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、反射部材１３は、すり鉢状の第１開口部１３Ａを有し、第１開口部１３Ａの底面（反射部材１３の中心部）に、発光素子１２から出射された光を通過させるための第２開口部１３Ｂを有する。第２開口部１３Ｂには、発光素子１２と、基板１１に配置されたカソード電極１１Ｂとを接続するワイヤ１１Ｃを配置するための切り欠け部１３Ｃが設けられている。また、反射部材１３の上部には枠部材１３Ｄ、凸部１３Ｅ及び凹部１３Ｆが設けられている。枠部材１３Ｄ、凸部１３Ｅ及び凹部１３Ｆの詳細については後述する。

【0045】

図５（Ａ）は、発光装置１０から取り出した状態の発光素子１２を上側から見た平面図であり、図５（Ｂ）は、発光装置１０から取り出した状態の発光素子１２を横方向から見た側面図である。

【0046】

図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、発光素子１２の上側の表面、即ち図１（Ｂ）における光学部材１４と対向する表面には、電極パッド１２Ｂ、複数の第１の配線電極１２Ｃ～Ｇ及び第２の配線電極１２Ｈが設けられる。

【0047】

電極パッド１２Ｂは、ワイヤ１１Ｃと接続され、ワイヤ１１Ｃを介して、基板１１に配置されたカソード電極１１Ｂと発光素子１２とを接続する。電極パッド１２Ｂは、発光素子１２の中心部から出射される光が電極パッド１２Ｂにより遮られない様に、発光素子１２の端部に設けられる。

【0048】

第１の配線電極１２Ｃ～Ｇ及び第２の配線電極１２Ｈは、電極パッド１２Ｂと接続され、ワイヤ１１Ｃを介して基板１１から流れてきた電流を、発光素子１２に流す。複数の第１の配線電極１２Ｃ～Ｇは、それぞれ、図５（Ａ）における水平方向Ａ５に伸延するように、垂直方向Ａ６に略等間隔に配置される。第２の配線電極１２Ｈは、電極パッド１２Ｂから、発光素子１２の端部に沿って垂直方向Ａ６に伸延し、第１の配線電極１２Ｃ～Ｅのそれぞれの端部と接続する。

【0049】

基板１１から流れてきた電流は、第２の配線電極１２Ｈ及び第１の配線電極１２Ｃ～Ｇを介して発光素子１２に流れる。基板１１からの電流を、複数の配線電極を介して発光素子１２に流すことにより、電流を発光素子１２全体に効率良く分散させることが可能となる。第２の配線電極１２Ｈは、第１の配線電極１２Ｃ～Ｇより少なくとも部分的に幅広であり、第２の配線電極１２Ｈの幅は、電極パッド１２Ｂに近いほど広くなっていき、電極パッド１２Ｂから離れるほど細くなっていく。これにより、基板１１からの電流は、バランス良く第１の配線電極１２Ｃ～Ｅに流れていき、電流を発光素子１２全体により効率良く分散させることが可能となる。

【0050】

また、図４（Ｂ）に示すように、第２の配線電極１２Ｈが伸延する方向Ａ６が、プリズム部１４Ｃが、発光素子１２から出射した光を光学部材１４の鉛直方向に対して屈折させる方向（プリズムの溝が伸延する方向Ａ５と直交する方向）と略同じ方向となる様に、発光素子１２に対して光学部材１４が配置されている。

【0051】

一般に、レンズの形状は円形であり、発光素子１２の形状が長方形である場合より正方形である場合の方が、光学設計を行い易いため、レンズは発光素子１２からの光を効率良く集光できる。したがって、発光素子１２の形状は、正方形であることが好ましい。しかし、発光素子１２の形状が正方形である場合、発光素子１２からの光の一部が第２の配線電極１２Ｈによって遮られ、発光装置１０から出射する光は長方形状になる。

【0052】

発光素子１２の配向半値角度（光の強度がピーク強度の１／２以上である角度範囲）を測定した結果、第２の配線電極１２Ｈが伸延する方向の配向半値角度は、その方向と直交する方向の配向半値角度より０．１［ｄｅｇ］だけ大きくなった。即ち、第２の配線電極１２Ｈが伸延する方向Ａ６の方が、その方向と直交する方向Ａ５より、出射する光が広がる。

【0053】

例えば、発光装置１０が使用される携帯端末の撮像装置が虹彩認証に用いられる場合、ユーザは撮像装置に自分の目を撮像させるために、自分の目が撮像装置の正面に位置するように携帯端末を配置する。発光装置１０が撮像装置の横に配置される場合、発光装置１０とユーザの目が横方向にずれる量は、発光装置１０と撮像装置の間の距離及び発光装置１０とユーザの目の間の距離に応じて異なる。そのため、ユーザの目を適切に照射する可能性を高めるためには、発光装置１０は、ユーザの目に対して縦方向より横方向に広がるように光を出射することが望ましい。

【0054】

したがって、第２の配線電極１２Ｈが伸延する方向Ａ６が、ユーザの目に対して横方向、即ちプリズム部１４Ｃが光を屈折させる方向と略同じ方向となる様に発光素子１２に対して光学部材１４を配置することにより、ユーザの目を適切に照射する可能性を高めることができる。

【0055】

なお、図４（Ｂ）に示したように、反射部材１３の第２開口部１３Ｂには、切り欠け部１３Ｃが設けられている。そのため、発光素子１２から出射され、反射部材１３で反射する光の量は、切り欠け部１３Ｃが設けられている方向Ａ６では、切り欠け部１３Ｃが設けられていない方向Ａ５より低減する。したがって、切り欠け部１３Ｃは、第２開口部１３Ｂの半径方向の内、第２の配線電極１２Ｈが伸延する方向Ａ６と直交する方向Ａ５上に設けられることがより好ましい。これにより、発光装置１０は、第２の配線電極１２Ｈが伸延する方向Ａ６の光が、より広がるように光を出射することが可能となる。

【0056】

以下、図６（Ａ）～図１２（Ｂ）を用いて、発光装置１０の製造工程について説明する。

【0057】

図６（Ａ）～（Ｃ）は、光学部材１４の部品集合体１１４について説明するための図である。図６（Ａ）は部品集合体１１４の斜視図であり、図６（Ｂ）は部品集合体１１４を上側から見た平面図であり、図６（Ｃ）は部品集合体１１４を下側から見た下面図である。

【0058】

最初に、光学部材１４の部品集合体１１４が形成される。個々の部品１１４Ａ（光学部材）は、矩形の物体である。なお、部品集合体１１４内の部品１１４Ａの個数は、図示した数に限定されず、図示した数より多くてもよいし、少なくてもよい。

【0059】

図７（Ａ）～（Ｃ）は、反射部材１３の部品集合体１１３について説明するための図である。図７（Ａ）は部品集合体１１３の斜視図であり、図７（Ｂ）は部品集合体１１３を上側から見た平面図であり、図７（Ｃ）は部品集合体１１３を下側から見た下面図である。

【0060】

次に、反射部材１３の部品集合体１１３が形成される。個々の部品１１３Ａ（反射部材）は、矩形の物体である。光学部材１４の部品集合体１１４の部品１１４Ａと同数の部品１１３Ａが縦横に一体となって配列されている。

【0061】

図８（Ａ）は、図７（Ｂ）の領域Ｒ１を拡大した部品集合体１１３の拡大図である。

【0062】

図８（Ａ）に示すように、部品集合体１１３の上側、即ち反射部材１３の上部において、それぞれの部品１１３Ａの端部には、凸上の枠部材１１３Ｄが設けられている。また、水平方向に相互に隣接する二つの部品１１３Ａ及びその二つの部品１１３Ａに垂直方向に相互に隣接する二つの部品１１３Ａの合計四つの部品１１３Ａの中心位置（部品１１３Ａが存在しない領域）には、凸部１１３Ｅが設けられている。枠部材１１３Ｄと凸部１１３Ｅにより、枠部材１１３Ｄと凸部１１３Ｅの間には凹部１１３Ｆが形成される。後述する処理により部品集合体１１３が切断（ダイシング）されると、枠部材１１３Ｄ、凸部１１３Ｅ及び凹部１１３Ｆは、それぞれ、図４（Ａ）、（Ｂ）に示した枠部材１３Ｄ、凸部１３Ｅ及び凹部１３Ｆとなる。

【0063】

図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の部品集合体１１３に接着剤が塗布される様子を示す模式図である。

【0064】

図８（Ｂ）に示すように、ディスペンサ（不図示）を、各部品１１３Ａの間の水平方向に伸延する隙間に沿って矢印Ａ７の方向に向かって移動させながら、光学部材１４を接着するための接着剤が部品集合体１１３に塗布されていく。この隙間には、凸部１１３Ｅ及び凹部１１３Ｆが含まれ、接着剤が凸部１１３Ｅに塗布されると、塗布された接着剤は、凸部１１３Ｅから凹部１１３Ｆに向かって流れ込む。これにより、接着剤は、凹部１１３Ｆに勢いよく流れて広がり、ムラが少なくなる。一方、塗布された接着剤は、凹部１１３Ｆの周囲に配置された枠部材１１３Ｄにより堰き止められ、接着剤が各部品１１３Ａ内部に流れ込むことが防止される。

【0065】

図９は、部品集合体１１３の変形例である部品集合体１１３’を示す模式図である。

【0066】

図９に示す反射部材１３の部品集合体１１３’では、凸部１１３Ｅの代わりに凸部１１３Ｅ’が設けられている。凸部１１３Ｅ’には、各部品１１３Ａの間の水平及び垂直方向に伸延する隙間に沿って、溝１１３Ｇ’が形成されている。凸部１１３Ｅ’に形成された溝１１３Ｇ’により、凸部１１３Ｅ’に塗布された接着剤は、より短時間に凹部１１３Ｆに向かって流れ込む。また、凸部１１３Ｅ’に形成された溝１１３Ｇ’は、接着剤が流れ込む方向のガイドとして機能し、凸部１１３Ｅ’に塗布された接着剤が枠部材１１３Ｄを越えて、各部品１１３Ａ内部に流れ込むことが防止される。

【0067】

図１０（Ａ）は、反射部材１３の部品集合体１１３に光学部材１４の部品集合体１１４を貼り合わせた状態を示す斜視図であり、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）の領域Ｒ２を拡大した拡大図である。

【0068】

図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、部品集合体１１３に接着剤が塗布された後に、部品集合体１１４が貼り合わされ、部品集合体１１３及び部品集合体１１４は接着される。

【0069】

個々の反射部材１３及び光学部材１４同士を貼り合わせる場合、接着剤が反射部材１３及び光学部材１４の外側にはみ出す可能性がある。また、接着剤が反射部材１３及び光学部材１４の外周部分に十分に行き渡らずに、接着力が低下したり、反射部材１３と光学部材１４の間に隙間が生じ、そこから異物が混入する可能性もある。部品集合体１１３及び部品集合体１１４を用いて、反射部材１３及び光学部材１４を貼り合わせることにより、上記の可能性を低減させることが可能となる。

【0070】

図１１（Ａ）は、部品集合体１１４が貼り合わされた部品集合体１１３を切断する様子を示す模式図であり、図１１（Ｂ）は、部品集合体１１４が貼り合わされた部品集合体１１３から切り出された反射部材１３及び光学部材１４を示す模式図である。

【0071】

図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、縦横の切断線Ｌ上で部品集合体１１４が貼り合わされた部品集合体１１３が切断（ダイシング）されることにより、個々の部品（光学部材１４が貼り合わされた反射部材１３）が得られる。

【0072】

図１２（Ａ）は、基板１１の部品集合体１１１、及び、光学部材１４が貼り合わされた反射部材１３について説明するための模式図である。

【0073】

図１２（Ａ）に示すように、基板１１に発光素子（不図示）が実装された部品集合体１１１上に、光学部材１４が貼り合わされた反射部材１３が、接着剤等により貼り合わされる。基板１１及び発光素子１２の個々の部品は、矩形の物体である。なお、部品集合体１１１、１１２内の部品の個数は、図示した数に限定されず、図示した数より多くてもよいし、少なくてもよい。

【0074】

次に、光学部材１４及び反射部材１３が貼り合わされた部品集合体１１１が切断（ダイシング）されることにより、個々の発光装置１０が得られる。

【0075】

図１２（Ｂ）は、光学部材１４及び反射部材１３が貼り合わされた部品集合体１１１から切り出された発光装置１０を示す模式図である。

【0076】

図１２（Ｂ）に示すように、基板１１の側面には、通気孔１１Ｄが設けられている。通気孔１１Ｄは、基板１１の部品集合体１１１に段差を設けておくことにより、設けられる。基板１１に通気孔１１Ｄが設けられることにより、部品集合体１１１上に、光学部材１４及び反射部材１３が貼り合わされるときや、はんだ実装される際に、空気又は水分が膨張し、各部品が剥がれ易くなることを防止することが可能となる。

【0077】

上記したように、各部品集合体１１１、１１３及び１１４から複数の発光装置１０を作製することができるので、発光装置１０の生産効率を向上させることが可能になるとともに、発光装置１０の製造コストを低減することが可能になる。

【0078】

図１３（Ａ）～（Ｃ）は、他の実施形態に係る発光装置２０について説明するための図である。図１３（Ａ）は、発光装置２０の模式的な斜視図である。また、図１３（Ｂ）は、発光装置２０を斜め横方向から見た図１３（Ａ）のＡ－Ａ’線断面図である。また、図１３（Ｃ）は、発光装置２０を上方向から見た平面図である。

【0079】

図１３（Ａ）～（Ｃ）に示すように、発光装置２０は、発光装置１０が有する光学部材１４の代わりに、光学部材２４を有する。光学部材２４は、光学部材１４と比較して、プリズム部が形成されていない点で異なる。

【0080】

以上説明してきたように、発光装置１０、２０では、光学部材１４、２４に、第１レンズ部１５Ａ、ＴＩＲレンズ部１５Ｂ、第２レンズ部１５Ｃ及び透過部１５Ｄ等を設けることにより、発光装置の装置サイズの増大を抑制しつつ、発光素子から出射された光の集光性を高めることが可能となる。

【0081】

発光装置１０、２０は、例えば携帯端末等におけるカメラのフラッシュ装置として使用可能である。また、発光装置１０、２０は、広面積の液晶ディスプレイにおけるバックライトなどの光源、携帯電話などの小面積の液晶ディスプレイにおける導光板照明、メータ類またはインジケータ類のバックライトユニットといった種々の照明光源として使用可能である。

【符号の説明】

【0082】

１０、２０ 発光装置
１１ 基板
１２ 発光素子
１２Ｂ 電極パッド
１２Ｃ～１２Ｇ 第１の配線電極
１２Ｈ 第２の配線電極
１３ 反射部材
１３Ｂ 第２開口部
１３Ｃ 切り欠け部
１３Ｄ 枠部材
１３Ｅ 凸部
１４、２４ 光学部材
１４Ｃ プリズム部
１５Ａ 第１レンズ部
１５Ｂ ＴＩＲレンズ部
１５Ｃ 第２レンズ部
１５Ｄ 透過部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】